PTSD中跨频率分布的EEG功率不对称性：引入动态EEG功率差分（DEPD）指数

《NeuroImage: Reports》：Distributed EEG power asymmetries across frequencies in PTSD: Introducing the dynamic EEG power differential (DEPD) index

　　

半球EEG功率不对称最常作为额叶α不对称（FAA）进行研究，但证据表明不对称效应可能分布在头皮区域和频带上，尤其是在PTSD中。研究人员引入了动态EEG功率差分（DEPD）指数，利用时间分辨的频谱估计来量化全头皮、多频带、半球间和半球内的功率差分。研究人员记录了PTSD患者（n=10）和健康对照者（n=10）的静息态闭眼EEG（32通道），时长3分钟。研究人员使用绝对和相对功率，计算了跨越8个频带（从δ到γ）的所有半球间和半球内电极对的log功率差，从而得到DEPD。研究人员采用非参数检验并控制多重比较来检验组间差异；在PTSD组内，DEPD特征与症状严重程度（PCL-5评分）相关。研究人员观察到与传统不对称指标类似的同源半球间效应，但这些效应并不占主导地位。最显著的组间和严重程度相关效应是非同源的半球间和半球内差分，跨越前后以及额-顶/额-枕关系，且强烈依赖于频率。由绝对功率与相对功率得出的DEPD特征显示出极小的重叠。对照组和PTSD中的半球功率不平衡似乎是分布式的且具有频率特异性；与同源不对称（尤其是α频带）相比，这些分布在多个频带的半球间和半球内功率差分能更好地捕捉PTSD与对照组之间的差异以及与PTSD症状严重程度的关联。DEPD提供了一个可扩展的框架，用于从静息态EEG中提取分布式的、频率分辨的半球功率差分特征，并可能支持在未来具有充分检验效能的验证研究中识别候选EEG标志物。

论文解读：动态EEG功率差分（DEPD）指数揭示PTSD中分布式频率特异性半球功率不平衡

脑电图（EEG）功率的半球不对称性长期被作为神经精神疾病中情感与调节过程的指标。其中，额叶α不对称（FAA）是最常用的方法，其理论基础是左侧额叶活动相对增强与趋近动机和正性情感相关，右侧额叶活动相对增强与退缩或负性情感状态相关。然而，在创伤后应激障碍（PTSD）等疾病中，FAA的研究结果并不一致。越来越多的证据表明，EEG不对称效应可能分布在头皮多个区域和多个频带，而非仅限于额叶α频带的同源电极对。传统FAA仅关注单一频带、前额拓扑和同源配对，可能无法捕捉PTSD中分布式的半球功率不平衡。为此，研究人员引入了动态EEG功率差分（Dynamic EEG Power Differential, DEPD）指数，以全头皮、多频带、时变的方式量化半球间和半球内功率差分。该研究作为概念验证，发表于《NeuroImage: Reports》。

研究样本来自VA Bedford Healthcare System的MIRECC中心，包括10名PTSD患者和10名健康对照者（PTSD组均为男性，对照组含1名女性）。研究人员使用32通道LiveAmp设备采集静息闭眼EEG 3分钟，采样率500 Hz。分析中采用自定义MATLAB脚本计算8个频带（δ、θ、低α、高α、β₁、β₂、β₃、γ）的绝对和相对功率谱密度，使用4秒滑动窗口（重叠1秒）获取时间分辨估计。DEPD定义为任意两个电极对之间自然对数功率差，包括所有半球间（196对）和半球内（左右各136对）组合，涵盖同源和非同源配对。统计上，采用符号检验识别非零DEPD，Wilcoxon秩和检验比较PTSD与对照组差异，并通过蒙特卡洛置换方法控制多重比较，使用Cohen's d估计效应量；在PTSD组内，用Pearson相关评估DEPD与PCL-5症状严重度评分的关联。

研究人员分别基于绝对功率和相对功率计算了DEPD。结果显示，无论是对照组还是PTSD组，非零DEPD的数量和空间分布均存在显著差异。与相对功率相比，绝对功率产生的非零DEPD更多，且PTSD组多于对照组。两组的DEPD数量在高频β₂及以上频带均减少。相对功率的DEPD在θ频带较少，在α_H频带较多。绝对和相对功率识别的非零DEPD重叠很少，表明两者提供了互补信息。

在绝对功率下，对照组和PTSD组均在多个同源位置（如C4-C3）出现显著的非零DEPD，但相对功率下PTSD组未显示同源位点差异。这表明传统同源不对称指标仅能捕捉部分效应。非同源半球间DEPD的幅度显著大于同源DEPD，且数量更多。这些效应主要涉及前后区域以及额-顶/额-枕关系，强烈依赖于频率。绝对功率下，两组均表现出更多的半球间DEPD（相对于半球内），PTSD组比对照组有更多非零DEPD，且高频（β₂及以上）非零DEPD减少。相对功率下，半球间与半球内非零DEPD的数量差异不一致，且强烈依赖频率。PTSD组在除θ外的所有频带均显示半球间多于半球内；对照组则在不同频带呈现混合模式。

在区分PTSD和对照组方面，绝对功率的组间差异显著依赖于频带。β₁频带的DEPD数量最多，α_L次之。半球间DEPD在PTSD组中通常大于对照组，而半球内DEPD则相反。β₁频带的差异主要涉及枕/顶叶与对侧前部位点，例如O2与左侧前部位点的功率差在PTSD组增大，而O1与右侧前部位点的功率